МЕМБРАННОЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1995 года по МПК F16K17/14 

Изобретение служит для предохранения магистралей и емкостей от избыточного давления и может применяться, в частности, для предохранения магистралей пневмогидросистем и топливных отсеков ракет и космических аппаратов.

Известен предохранительный клапан, содержащий корпус с закрепленной внутри него плоской мембраной, которая разделяет внутреннюю полость на две камеры и пуансон, который служит приспособлением для среза мембраны при деформации под действием разрушающего давления [1]
Недостатком известного устройства является то, что допускаемое длительно действующее эксплуатационное давление в системе в 3-4 раза меньше давления разрушения, что необходимо для снижения явлений ползучести в материале мембраны, которая находится под нагрузкой от давления в процессе всего периода работы пневматической или гидравлической системы. Кроме этого, мембрана при срабатывании имеет большой разброс по величине давления срабатывания.

Наиболее близким к заявленному устройству по технической сущности является мембранное предохранительное устройство, содержащее корпус с входной и выходной камерами, мембрану, разделяющую входную и выходную камеры, управляющий элемент, сообщающийся в входной и выходной камерами, и разгрузочный механизмы [2]
Недостатком этого устройства является сложность конструкции, большой вес, нетехнологичность изготовления мембраны (необходимость выполнять насечку), возможная негерметичность по ослабленному месту (насечке), что может привести к несрабатыванию мембраны, так как управляющий элемент (сильфон) сообщен и с выходной камерой. Кроме этого, тонкая мембрана в условиях длительного хранения из-за негерметичности по насечке может вызвать загазованность во входной камере и вывести из строя узлы и агрегаты.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства и уменьшение веса.

Это достигается тем, что в нем управляющий элемент выполнен раздельно от выходной полости и снабжен наконечником, а в корпусе по оси расположения мембраны выполнена герметичная полость. В ней установлены поршень, жестко соединенный с мембраной, пиротехнический элемент и подпружиненный ударник, взаимодействующий с наконечником управляющего элемента. Выходная камера расположена между мембраной и поршнем, а наконечник расположен перпендикулярно оси ударника.

На чертеже изображен общий вид предлагаемого устройства.

Оно содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 камерами, мембрану 4, вваренную в корпус 1, разделяющую камеры 2 и 3, управляющий поршень 5, сообщающийся в входной камерой 2 трубопроводом 6 и имеющий наконечник 7. В корпусе 1 по оси расположения мембраны 4 выполнена герметичная пирокамера 8, в которой расположен поршень 9, жестко закрепленный с мембраной 4. В пирокамере 8 расположены, кроме того, воспламенитель 10 и заряд 11, а также подпружиненный ударник 12 с выполненным в нем отверстием 13. Наконечник 7 управляющего поршня 5 взаимодействует с отверстием 13 ударника 12. Выходная камера 3 расположена между мембраной 4 и поршнем 9. Ось наконечника 7 расположена перпендикулярно оси ударника 12. Управляющий поршень 5 поджат пружиной 14, сила которой может регулироваться винтом 15. Толщина мембраны 4 для обеспечения надежной герметизации и исключения ползучести ее материала в процессе хранения и работы под давлением может выбираться большей, чем в устройствах, где мембраны разрушаются от давления во входной камере. Управляющий поршень 5 выполнен раздельно от выходной камеры 3 и со стороны наконечника 7 сообщен с дренажем. Ударник 12 поджат пружиной 16.

Мембранное предохранительное устройство работает следующим образом.

При заполнении газом или жидкостью входной камеры 2 давление действует на мембрану 4 и управляющий поршень 5 через трубопровод 6. Управляющий поршень 5 удерживается в исходном положении пружиной 14, отрегулированной винтом 15 на определенное давление. При давлении во входной камере 2 выше допустимого управляющий поршень 5 сдвигается и наконечник 7 выходит из зацепления с отверстием 13 ударника 12 сжимая пружину 14, благодаря чему ударник 12 под действием пружины 16 ударяя по капсюлю-детонатору воспламенителя 10 подрывает заряд 11. Образовавшиеся пороховые газы, действуя на площадь поршня 9, жестко закрепленного с мембраной 4, разрушает мембрану. Через образовавшуюся щель газ или жидкость перепускается из входной камеры 2 в выходную камеру 3, предотвращая разрушение отсека или магистрали.

Таким образом, выполнение управляющего поршня отдельно от выходной камеры и снабжение его наконечником, взаимодействующим с подпружиненным ударником и выполнение в корпусе пирокамеры с расположенными в ней поршнем, пиротехническим элементом позволили повысить надежность работы мембранного предохранительного устройства и уменьшить его вес.

Использование: для предохранения магистралей пневмогидросистем. Сущность изобретения: входную и выходную камеры корпуса разделяет мембрана. С входной камерой сообщен подпружиненный управляющий элемент. Элемент снабжен наконечником и выполнен раздельно от выходной камеры. В корпусе соосно с мембраной выполнена пирокамера с подпружиненным ударником, взаимодействующим с перпендикулярным его оси наконечником и тугоэлементом. В пирокамере выполнен поршень, жестко закрепленный с мембраной. Выходная камера выполнена между мембраной и поршнем. 1 ил.

МЕМБРАННОЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, преимущественно пневмогидросистем ракет и космических аппаратов, содержащее корпус с входной и выходной камерами, разделяющую камеры мембрану, сообщенный с входной камерой подпружиненный управляющий элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и снижения веса, управляющий элемент снабжен наконечником и выполнен раздельно от выходной камеры, в корпусе соосно с мембраной выполнена пирокамера с подпружиненным ударником, взаимодействующим с перпендикулярным его оси наконечником и тугоэлементом, причем в пирокамере установлен поршень, жестко закрепленный с мембраной, а выходная камера выполнена между мембраной и поршнем.